CN119497766A 具有周期性极性反转的电解系统的操作方法 （斯蒂斯达尔氢股份有限公司）

PA2022006512022.07.2024.12.31PCT/DK2023/0501802023.07.05WO2024/008262EN2024.01.11具有周期性极性反转的电解系统的操作方法具有周期性极性反转的电解系统的操作方法5为了激活和/或再生电解系统(1)中的电极导致在阳极室(2)的氧气中产生氢气。为了防止系统中出现爆炸性气体混合物，激活和/或再生期10的持续时间被限制为正常生产期持续时间2流反转，在膜(6)的第一侧和第一电极室(2)中产生氢气，在膜(6)的第二侧和第二电极室期中的每个周期中生产固定体积的V1，并且在每个操作周期中生产不超过V1的4％的固定4.根据权利要求1所述的方法，其特征在9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其提供碱性电解质并且在50℃至90℃范围内的温度下操作电解。3以便于将氧气或氢气收集到相应的阀门操作[0004]虽然这些系统提供了防止储罐中氢气和氧气爆炸性混合气体积聚的技术解决方反转进行电极激活和/或再生的电解系统中提供增强的安全性，尤其是防止系统中出现爆优点是通过如下文和权利要求中所述的电解系统的4限制第二体积V2的氢气产量不超过正常运行所产生的第一体积V1的氧气的4所得的氢并且在每两个后续的常规操作周期之间的每个再生操作周期中，产生不大于V1的4％的固[0015]氢气的产生速度是氧气的两倍，因为每对水分子分裂成两个H2分子和一个02分在的氧气收集罐中的氢气积累和氢气收集罐中的氧气积累将保持在5中氢气的生成限制为2相当于第二个电极室中产生的氧气体积为1％。正常生产过程中在激活和/或再生期间将产生的气体以相反的极性分离到正确的储罐中，但似乎没有彻底考虑到反向电压也会导致电极室内部积聚有潜在危险的氢气和氧气混合物。现有技术中，[0024]对于在极性反转期间积聚H2+O2气体混合物的电极室，其比例可能对系统至关重[0026]再生运行期间氢气的第二体积V2不应超过体积VO的4％这一标准并不一定意味着6及火灾和爆炸的潜在风险，在活化和/或再生期间施加到电极上的相反方向的电流可以选[0039]图1是将水分解为氢气H2和氧气O2的电解系统1的简化示意图。系统1包括具有第7[0045]图2示出了碱性电解体系中电极早期活化产氢气的实验数据。实验在恒定电流下度会升高到约22℃,随后保持稳定在这个水平。给定电流下的电池电压是电解质温度的函[0046]图3显示了先前活化的电极的再生，该电极在用于生产氢气的碱性电解系统中正[0048]图4a是根据本发明的用于将水分解成氢气H2和氧气02的电解系统1的简化草图。[0049]图4B示出了常规极性下的操作。第一组接触器21和22已经闭合并且将电源8连接至电极4和5，使得左电极4(在常规操作期间为阳极)相对于右电极5(在常规操作期间为阴8[0053]再生运行期间第一电极室2中产生的氢气量V2与正常运行期间第一电极室2中产产量，相对于阳极侧上产生的氧气的4％上限安全限值转化为相对于阳极侧上产生的氢气活化和/或再生期间产生的0.5V2氧气量与常规操作产生的2V1氢气量进行比较，使得进入1在02罐12中积累的H2将不超过4％。[0057]作为一种选择，电解器系统1在多个后续的常规操作周期中的每个周期中产生固运行周期中产生固定体积的氢气V2和固定体积的氧气0.长度T2应当不长于常规操作周期的时间长度T1的2以便在活化和/或再生周期中产生相[0059]上述模型产生了一种安全的激活和/或再生方案，而无需根据周期是规律的还是9[0068]对于第一电极室2中的风险评估，下文中使用术语VO表示正常运行期间第一电极[0069]举例来说，在正常运行期间生产V1＝10VO的氧气将导致其中的9VO的氧气从第一电压再生运行期间第一电极室2中产生的氢气量V2限制为不超过VO的4％。这为激活和/或再生期间产生的氢气量V2设定了上限，而不管正常运行期间产生的实际氧气量V1远大于[0075]如果需要更高的安全裕度，则可以有利地将2％的限制转化为更低的限制，例如时间长度T2不应超过TH的12即6％限值的两倍。还考虑到正确激活和/或再生的最短时[0077]该标准的反向极性周期的持续时间T2的上限高于第一电极室中气体混合物中H2如，用于调节电力8的分配的带有计算机16的控制系统18可以构造成能够提供极性反转而FIG.1